南林园林城市生态学概念.docx
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南林园林城市生态学概念
城市生态学概念
1.生态学:
是研究生物和人与环境之间相互关系,研究自然生态系统和人类生态系统的结构和功能的一门科学。
2.生态学起源:
生态学来源于生物学,尤其是基础生态学,是生物学的基础的学科之一。
3.生态学发展四个阶段:
①萌芽阶段——17世纪以前,观察描述为主(鸠占鹊巢、螳螂捕蝉,黄雀在后、24节气等),个体特征。
②初创阶段——19世纪,个体、种群2个层次研究生物与环境关系(标志性著作有二:
1895年丹麦植物学家E.Warming《以植物生态地理学为基础的植物分布学》、不久德国植物地理学家A.F.W.Schimper《以生理为基础的植物地理学》)。
③形成阶段——20世纪前半叶。
④发展阶段——20世纪后半叶以后。
4.形成阶段的特点:
1地植物学或植物群落学的理论、方法和学术派别的产生、完善和发展已到了极成熟阶段,并在植物群落研究中也有了很多重大进展。
4基本的生物生态学学科体系的建立。
6生态学专门研究机构和学术刊物的涌现。
5.发展阶段的特点:
吸收其它学科的理论、方法及先进科学技术成就,从而拓宽了生态学研究的范围和深度,同时生态学向其它学科领域扩散或渗透,促进了生态时代的产生,以至生态学分支学科大量涌现。
6.城市生态学:
研究城市人类活动与周围环境之间关系的一门学科.
根据研究对象的不同,城市生态学可分为城市自然生态学,城市经济生态学和城市社会生态学三个分支。
7.城市问题产生的原因:
一是城市是一个高度集聚与高度稀缺的统一体。
二是人们对自然环境的错误认识。
8.城市的稀缺性:
指城市在多个自然环境因素方面的稀缺与紧缺特征。
如城市中动植物、水、光、清洁空气、能源、土地及分解者微生物等。
9.城市绿地:
市中最具良好生态效益和观赏、游憩功能的地块是生长成片绿色植物的绿地。
园林上来说:
一是城市建设用地范围内用于绿化的土地;
二是城市建设用地之外,对城市生态、景观和居民休闲生活具有积极作用,绿化环境较好的区域。
10.生物:
在自然界中由活质所构成的,具有生长、发育、繁殖能力的物质,并能通过自身的新陈代谢与外界发生能量与物质的交换
11.环境:
指围绕生物生存及活动空间所有自然因素的总和。
12.环境问题:
广义上:
是因自然力或人力引起生态平衡破坏,直接或间接影响人类生存与发展的一切客观存在的问题。
狭义上:
只指人类生产和生活活动使自然生态系统失去平衡,反过来影响人类生存和发展的一切问题
13.环境问题的历史发展阶段:
1.自人类出现直至工业革命的早期阶段
2.从工业革命到1984年发现南极臭氧空洞的近现代环境问题阶段
3.此后的当代环境问题阶段。
14.生物多样性减少:
1)物种多样性减少2)生态系统多样性减少3)遗传多样性减少
生物多样性减少的后果:
(1)破坏生态系统的结构与功能;
(2)影响人类食物来源;
(3)影响人类对疾病斗争(人类60%药品依赖野生植物);
(4)影响生产原料供给。
15.城市环境问题表现形式主要有:
大气污染,水污染,噪声污染,固体废弃物污染等
16.生物圈:
在地球的大气圈,岩石圈,水圈、土壤圈的界面上优越的环境条件构成的一个有生命的、具有再生能力的物质部分。
17.五大自然圈:
大气圈,水圈,岩石圈,土壤圈,生物圈
18.生态因子:
自然环境是由很多性质不同的自然因素(环境因子)所构成。
生态学中一般将自然因素中对生物起作用的因素称为生态因子。
生态因子的综合体则称为生态环境或生境。
19.生态因子的性质,划分为以下五大类:
1)气候因子2)土壤因子3)生物因子4)地理因子5)人为因子
其中地理因子是间接影响植物分布和生长发育的生态因子。
20.生态因子的作用规律:
●生态因子的综合作用 1)
●生态因子的不可代替性和可补偿性 2)
●因子作用的阶段性规律。
3)
●限制因子(这种作用叫限制作用 4)
●最小量定律 5
●“耐性定律 6”。
21.限制因子:
也称为影响植物生长、生存的主导因子(主导因子的另一方面含义是就因子本身而言,主导因子的变化,能引起植物全部生态关系发生变化,如空气因子由静风变为暴风时引起温度和湿度等的变化
22耐性定律:
环境中一个因子的量和质不足或过多超过该植物的忍耐限度则会影响该植物的生存。
Shelford
23.最小量定律:
植物生长所需的营养元素中最缺少的元素(微量元素)决定该植物的产量。
Liebig
24.生态系统的组成成分:
非生物环境,生物成分(生产者、消费者和分解者)
25.生态系统的功能:
1、生物生产:
包括初级生产或植物性生产,和次级生产或称动物性生产两个过程。
在一个生态系统中这两个过程彼此联系但又独立
2、能量流动3、物质循环4、信息传递
26.能量流动过程包括四个方面:
一是能量形式的转变(由太阳能转变为化学能),
二是能量的转移(能量由植物转移到动物、微生物身上),
三是能量的利用,即能量提供了各类生物成长、繁衍之需,
四是能量的耗散,即生物的呼吸及排泄皆耗去了总能量的一部分(如生物的呼吸所耗的能量占初级生产量的50%)。
能量流动特点:
①生产者对太阳能的利用率很低,只有0.14%;
②能量流动是单向不可逆的,其流动方向为太阳能——绿色植物——食草动物——食肉动物——微生物;
③流动中能量逐渐减少,每经过一个营养级都有能量以热的形式散发掉;
④各级消费者之间能量的利用率不高,在4.5%~17%之间,平均约10%。
这即是著名的美国生态学家林德曼的十分之一定律(1942)。
这一定律证明了由于生态系统的能量转化效率并非百分之百,因而食物链的营养级不能无限增加。
27物质循环:
生态系统中各种营养物质经过分解者分解成可被生产者利用的形式归还环境中重复利用,周而复始地循环的这个过程。
28.
(1)、生态系统物质循环的层次
①生物个体层次的物质循环
②生态系统层次(生态系统内)的物质循环
③生物圈层次的物质循环(生物地球化学循环)
(2)、生态系统物质循环的类型
气相循环、液相循环和固相循环
29.信息传递的形势:
①物理信息:
由声音、光、颜色等构成
②化学信息:
由生物代谢产物,尤其是分泌的各种激素组成的化学物质
③营养信息:
食物和养分也是一种信息。
食物网链就是一个营养信息系统。
④行为信息:
不同的行为动作传递不同的信息。
30.生态系统是由多样性成分所构成,它们之间呈相互依存、相互制约、错综复杂的连锁关系,使它们具有一定的自我反馈调节的能力。
反馈分为正反馈与负反馈。
负反馈使系统保持稳定,
正反馈使偏离加剧。
31.自然生态系统的基本特征:
组成成分的多样性;能量流及物质流的连续性;发展的阶段性和稳定性。
32.城市化:
指城市人口比重增加,城市数目增加,工业规模与产值增加。
居民生活也随之发生重大变化的过程等。
33.城市环境:
一般泛指城市境域内围绕人类生产和生活的各种物质环境和非物质环境。
物质环境包括城市的自然环境和人工环境;
非物质环境则包括政治环境、经济环境、社会环境和文化环境等。
34.城市生态系统:
以城市居民为主体的生物与其周围环境相互作用形成的网络结构,也是人类在改造和适应自然环境的基础上建立起来的特殊的自然与人工复合的生态系统。
35.城市生态系统的组成:
自然生态系统,经济系统,社会系统
城市生态系统的结构:
1.空间结构2.社会结构(人口,社会和智力结构)3.经济结构(生产系统,消费系统和流通系统)4.营养结构
36.城市生态系统的功能是指系统及其内部各子系统或各组成成分所具有的作用。
城市生态系统的功能具体体现在能流、物流、信息流的过程中,通过这些过程,将城市的生产与生活、资源与环境、时间与空间、结构与功能,以人为中心串连起来。
城市生态系统最基本的功能是组织社会生产,方便居民生活。
城市生态系统的物质流可以从资源流、货物流和人口流三方面进行研究。
37.城市生态平衡的标志:
1三个效益达到最佳
2城市各子系统协同有序、有计划按比例发展
3城市生活质量不断提高
38.衡量生活质量的指标:
Ii=Wi*P/S
Ii:
对i生活领域的满意程度
P:
因素的实际状态
S:
因素的期望状态
Wi:
权重
生活质量:
Q=I1+I2+I3+····+In
39.城市生态平衡调控的原则与途径:
原则:
(1)协同共生
(2)循环再生
(3)持续自生
途径:
⑴生态工艺的设计与改造⑵生态关系的规划与协调
⑶生态意识的普及与提高
40.生态城市的特点:
和谐性、高效性、持续性、整体性、区域性和结构合理、关系协调。
41.城市气候所涉及的范围主要包括三个部分即:
城市覆盖层、城市边界层和市尾烟气层。
42.太阳辐射强度
I=I0Pm
I为通过m个单位厚度大气层后的辐射强度;
I0为大气上界太阳辐射强度(太阳常数=1325.8~1395.6w/m2);
P为大气透明系数,P=1表明大气完全透明,P=0为完全不透明,一般情况下大气透明度为0.6-0.7;
m为太阳辐射经过的大气层厚度,又称大气光学质量,取太阳在天顶时所通过的大气层厚度为1.0。
m=1/sin(h)如下图:
43.城市日照总时数和日照百分率小于乡村
1大气污染物多,云雾多,透明度小;
2热岛效应所引起的对流云经常出现
44.城市热量平衡特点:
与郊区相比,城市热量平衡的“收入”中有较多的人为热。
而“支出“中的各分量中有如下特点:
1.显热交换:
大2.潜热交换:
小3.城市的贮热量:
大4.热平流量:
忽略5.光合集能:
少
45.城市热岛:
城市热量平衡特征表明城市往往有更多的热量,使城市在广阔的郊区和农村中成为一个热量较多的孤岛地区。
城市热岛的强度则以城市热岛中心位置的气温与同时间同高度近郊气温的差值表示,即Tu-r也可以同一城市历史发展过程中气温的前后对比,在热岛效应最明显时,热岛中心位于建筑群最密、人口最密集的市中心。
46.城市降水量较多的影响因素有:
1.凝结核效应
2.热岛效应
3.阻障效应
4.城市内及周边有较大面积水体
第一,城市热岛效应。
城市由于有热岛效应,空气层结不稳定,有利于产生热力对流,当城市中水汽充足时(城市中还有一定量的人为水汽和人工管道供应的水分),容易形成对流云和对流性降水。
第二,城市阻滞效应。
城市因有高高低低的建筑物,其粗糙度比附近郊区平原大。
它不仅能引起机械湍流,而且对移动滞缓的降水系统(如静止锋、静止切变、缓进冷锋等)有阻滞效应,使其移动速度减慢,在城区滞留时间加长,因而导致城区的降水强度增大,降水的时间延长。
第三,城市凝结核效应。
城市因生产和生活强度较大,空气中尘粒及其它微粒比周围地区多,为形成降水提供了丰富的凝结核。
第四,城市内及周边有较大面积水体,为城市提供了充足的水汽。
47.城市由于地面一般经人工铺装,植被覆盖率低,不透水面积大,降雨后雨水滞留地面时间短,地面水分蒸发量及植物蒸腾量均小于郊区。
城市下垫面善于贮存热量,却不善于贮存水分。
48.城市地表径流有如下基本特点:
■城市地表径流系数较大;
■流速快;
■径流峰值出现较早;
■城市径流水多经建筑物、道路及各种堆积物表面流入排水道,一般是难以直接利用的污水。
49.乡村风:
在近地面部分风由郊区向城市辐合称
热岛环流:
在晴天无云、背景风速极小的情况下,由于城市热岛的存在,市区热空气不断上升,而郊区近地面较低温的空气则向热岛中心辐合。
热岛中心上升的空气又在一定高度向郊区回流,形成缓慢的热岛环流
盛行风分为5大类型:
季节变化型,主导风向型,双主导风向型,无主导风向型,准静止风型
■季节变化型:
向大气排污企业布局在城市最小风频方位对城市的污染最少;或者工业区、居民区并排而已在与盛行风垂直的方向,并用防护林隔离。
山区城市建厂选南北走向的谷地。
■双主导风向型也属此类。
■主导风向型:
全年吹一个风向的风。
■污染企业布置在下风向,居住区布置在上风向。
山区城市选与风向平行的山谷。
■无主导风向型:
全年风向不定,应着重考虑风速。
因为污染物浓度与风速成反比。
■污染企业宜置于最大平均风速的风向的下风方位,或将风向风速同时考虑。
■小风、准静止风型:
全年静风频率50%以上,年平均风速1米/秒以下的地区。
■污染工厂宜置于卫生防护距离之外,距离大小需视企业有害物质的危害程度和扩散稀释条件、地形气象等因素而定。
因此需要定出安全区边界,将生活区置于安全区内。
也可以按国标来定。
50.粉尘指大气中颗粒状物质,包括固体和液体气溶胶。
分降尘和飘尘两类。
降尘,粒径在10μm以上,能很快降落至地面,多属于燃烧不完全的小碳粒,即人们所看到的黑烟。
飘尘,粒径在10μm以下,其中相当大一部分比细菌还小,可长时间在空气中飘浮。
粒径小于100μm的所有颗粒称为总悬浮颗粒。
51.因此以PH<5.6作为酸雨的指标
52.影响城市大气污染的环境因素:
(一)、气象因子
大气污染在大气中的浓度和分布,取决于
污染物的排放量
离污染源的远近,
大气对污染物的扩散能力。
大气的扩散能力,主要受风,湍流、温度层结和大气稳定度的影响
(二)、下垫面对大气污染的影响
v大气的下垫面即地球的表面。
v下垫面的差异对大气污染的影响,一般是通过改变或影响温度层结状态和流场来实现的
53.街道风:
城市建筑群和街道的走向对气候的影响,形成
54.城市污水指排入城市污水管网的各种污水的总合,有生活污水、各种工业废水,还有地面的降雨径流夹杂的各种垃圾废物污泥(径流污水),是一种成分极为复杂的混合液体。
55.城市的固体废物污染:
城市生活垃圾、工业和城市建筑工程排出的废渣及少量废水处理的污泥。
56.污染物在环境中的迁移与转化类型:
1、物理性迁移转化
2、化学性迁移转化
v 包括中和作用、氧化还原反应和光化学反应等
3、生物迁移转化
包括生物降解作用、生物转化作用和生物积累、浓缩和富集作用
57.环境污染对人体健康的影响分为三类:
急性中毒,慢性危害,远期影响
58.城市环境质量评价的基本内容与步骤:
1.城市环境污染源调查
2.主要污染要素和污染因子的确定
3.污染指数与质量指数的计算
59.光周期:
一个地区内,每日24小时中白昼长短随季节而有规律地变动。
光周期现象是指植物的某些形态建成过程受日照长度强烈影响的反应。
60.冻害:
是指在冰点以下的低温使植物组织内部结冰而造成的植物物理性伤害。
61.植物对水分的适应类型:
根据植物对水分的依赖和适应程度,可将植物分为水生植物和陆生植物两大类。
(一) 水生植物:
这类植物的植株全部或部分地着生于水体之中。
根据它们在水中着生的特点,可分为沉水植物、浮水植物和挺水植物。
(二) 陆生植物:
这类植物皆着生在陆地上,根据适生环境的水分状况,可分为湿生植物、中生植物及旱生植物。
62.风与植物:
风是重要的生态因子,对植物的生长、繁殖有直接和间接影响。
1很多植物包括大多数树种是风媒花,依靠风力传粉。
2很多植物的果实与种子也是靠风力传播。
这些植物种子一般小而轻,具有飘浮的辅助结构。
3风可以调节植物周围空气中的水汽、温度和CO2含量。
4风能加强蒸腾作用,大风往往会使植物失水,破坏体内水分平衡或使气孔关闭。
长期处于强风下,树木易矮化,产生旗形树冠。
5强风可使树木受损伤。
木材脆软或有病虫害的树木则易遭风折。
散生的、浅根性的、生长在潮湿、粘重土壤上的树,或大雨后土壤松软多水的条件下,在强风中易发生风倒。
63.影响根吸收养分的环境因素:
1较强的蒸腾作用(影响根细胞与土壤间的水势梯度,加速离子吸收)。
2较强的呼吸作用(提供足够能量驱动根细胞对养分的主动吸收)。
3较强的光合作用(保证充足的糖类底物)。
4植物的营养、生长状况。
5土壤溶液的pH值(高则吸阳离子,低则吸阴离子,另外也影响微生物种类、繁殖和活动从而影响土壤的有效养分)。
64.适当的土温可以:
1增强根部细胞的代谢活动,
2加快根部细胞的增殖和伸长速度,
3减少水分的粘滞性,加快水分通过土壤的移动速度,
4可提高细胞膜对水分的渗透性,
5有利于土壤微生物的活动和有机质的分解,为植物生长提供较多养分。
65.森林的营养元素循环:
地球化学循环是由大气、土壤及母质中的养分向森林输入并通过淋溶、侵蚀等林内养分的输出而实现。
生物循环则是通过林木与土壤之间的吸收、存留、归还的反复过程而实现,对保持森林土壤肥力有重要意义。
66.大气污染物对植物的危害主要有两种方式:
一是污染物沉积在植物表面,当有害物积累到一定程度时,可使植物的部分器官受到伤害,其中植物的幼嫩部分、花柱、裸芽、果实表面等最易受害。
二是有害气体进入植物体内,造成细胞和组织伤害或引起生理失调。
二者常同时发生,有害气体进入植物体的伤害是主要的。
两种类型:
急性伤害、慢性伤害
67.植物对大气污染的抗性:
指在一定条件下,植物能忍耐大气污染的特性。
根据抗性原因分三类:
1.生物学抗性:
具有较强的再生能力,地上部分受大气污染后易于恢复。
2.形态学抗性。
有较好的叶子形态结构,对有害气体有一定的阻挡作用。
3.生理学抗性。
在生理特性上具有抗某些有害气体的能力。
如细胞的氧化能力低,pH值高等都可提高其抗性。
确定植物对大气污染抗性强弱主要有三种方法:
一是野外调查。
二是定点对比栽培法。
三是人工熏气法。
常用三级抗性标准:
(1)抗性弱。
(2)抗性中等(3)抗性强
68.土壤环境污染对植物的影响:
1.通过改变土壤性质而影响植物
2.通过在土壤中积累有害物质而影响植物生长
69.土壤中重金属对植物的危害:
1.土壤中积累过多重金属因拮抗作用妨碍植物对铁的吸收,植物营养缺乏,出现退绿症,叶子黄化,新叶最易受害。
2.植物根生长点的细胞分裂受抑制,影响植物根的伸长。
3.吸入植物体内的重金属过多,在叶子中积累后,可致局部细胞坏死,在叶尖和叶缘形成褐斑,即褐斑病。
70.大气污染与土壤污染的特点比较:
大气污染
土壤污染
发生特点
偶发性
持续性和积累性
污染物扩散、稀释
较快
较慢
对植物作用时间
相对较短暂
较长
伤害症状
可在地面局部器官上观察到
在地面上较难判断,一旦出现,已及全株
影响的因素
不确定性
比较确定
污染范围
除控制污染源外,很难控制
易于管理和控制和采取防范措施
71.土壤污染的防治措施:
1.要控制和消除污染源;
2充分利用土壤具有的强大的净化能力
3.对已经污染的土壤要采取一切有效措施,消除土壤中的污染物,控制土壤中污染物的迁移转化,使其最终不能进入食物链。
72.绿色植物有时也是城市大气污染物的发生源:
1.在绿色植物正常生长和代谢过程中常释放出一些颗粒物和挥发性碳氢化合物。
2.植物发生病虫害以及在防治植物病虫害过程中可能间接地引起大气污染。
73.种群:
同一物种生长在一定地理区域内的所有个体的总称
基本特征有:
大小和密度、
年龄结构、
数量增长(典型的有指数型和逻辑斯谛型增长)
74.逻辑斯谛方程:
75.竞争:
是在同种或异种的两个或更多个体间,由于它们的需求或多或少超过了当时的空间或共同资源的供应状况,从而发生的彼此妨碍或抑制的相互关系。
生态位:
指一个种的功能、适应和分布特征。
生物多样性:
是指地球上所有形形色色的生物有机体及其生命过程的总称。
包括基因多样性、遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性。
物种多样性:
是在特定时间和空间中的所有生物种类的总和。
76.辛普森(Simpsin)指数:
77.植物群落(PlantCommunity):
是与环境条件有密切联系的具有一定结构特征的植物群居形式,是多物种结合的结构单元。
植被(Vegetation)是生长在一定地域内的植物及其群落的泛称。
表明分布在任一地域范围内的植物及群落的总体。
多度:
指群落内每种植物的相对数量
密度:
单位面积上植株数的一个实测数据,根据植物数目与一定面积之比
投影盖度:
植物体地上部分垂直投影复盖的面积占样地面积的百分比。
频度:
即某个物种在调查范围内出现的频率。
表示某一种群个体在群落中分布的均匀程度
确限度:
是一种植物局限在某一类型植物群落的程度
重要值=(相对密度(多度)%+相对频度%+相对盖度%)÷300
相对密度=一个种的密度÷所有种的密度×100
相对频度=一个种的频度÷所有种的频度×100
相对盖度=某一种的盖度÷所有种的盖度之和×100
群落系数:
CC(群落系数)=2W÷(a+b)
W:
A、B两个群落中共有的种数;
a,b:
分别是A、B群落中种的总数。
如果两个群落的植物出现的完全一致,则CC=100%
78.演替的概念
由一种植物群落被另一种植物群落所替代的现象称为植物群落演替。
进展演替逆行演替原生演替(旱生演替系列和水生演替系列)
次生演替(群落的退化和群落的恢复)
79.植物群落的发生
繁殖体的传播——定居——群聚——竞争——反映——稳定
80.行道树发育良好,可对街道发挥有效的遮荫降温作用:
⏹树冠能反射部分太阳辐射,透入树冠的太阳辐射有一部分为树冠所吸收,达到地面的太阳辐射相对较少。
⏹减弱地面长波热辐射对行人的高温影响。
⏹阻挡街道两旁建筑物对地面的热辐射,特别在晚间可以减少建筑物散发的辐射热。
⏹树木的蒸腾作用可以消耗大量热量
81.林带的防风效果
林带防风的有效范围与林带高度有关,风速减弱的范围一般在迎风方向3倍树高距离至背风方向20倍树高距离之间。
减弱风速最有效距离是林带后5~10倍树高处。
林带结构、风速大小、风向与林带夹角、林带网格大小等也有影响。
82.选用以消音防噪为主要目的的树种,宜有以下特点:
树冠浓密,枝叶多而厚,枝下高较低,树干上下部枝叶分布较均匀,叶片大而厚,富有弹性。
一般,阔叶树叶片较大,优于针叶树,常绿树可终年发挥效益优于落叶树。
83.在交通频繁的宽阔道路或其他噪声源两旁的绿化隔音带宜采用立体配置,为兼顾观赏效果,靠路一侧可种植花草、灌木,林带中心则以枝叶浓密的乔木为主,高度不低于10m。
对于较窄的街道或不宜采用宽带的情况下,可选用枝下高较低,枝叶浓密的单行树木,在向声源一面增加配置密枝的灌木,带宽约6-7m即可有效“滤过”汽车噪声。
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